散粒噪声分析方法及软件研究

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1、摘要摘要散粒噪声是载流子离散性引发的电流涨落现象。从散粒噪声时间序列中，可以获取丰富的与电子输运过程相关的信息。近些年，随着介观物理和纳米科技的发展，使得在介观尺度散粒噪声的测量成为可能。实验和理论证实散粒噪声测试和分析是研究纳米结构的有效方法，且由于噪声检测方法具有非破坏性和灵敏度高等优点而引起人们的重视。理论研究表明，散粒噪声的Fano因子、高阶累积量以及瞬时频率均为敏感的表征参量。为了提取散粒噪声中的这些表征参量，本文针对现有全硬件噪声测试方案的局限性，提出了新的散粒噪声时间序列测试方案。其次在Mat

2、lab6．5平台下设计编写了适用于散粒噪声表征参量提取的应用软件，并进行了初步的调试验证。实现了可用于散粒噪声分析的常用Fano因子的估计、高阶累积量的计算以及瞬时频率的提取。进而利用这些提取到的散粒噪声的表征参量，分别对比分析了具有不同特性的模拟散粒噪声时间序列，包括泊松分布散粒噪声，双峰分布散粒噪声，非平稳散粒噪声，并对所检测的结果的意义进行了初步的分析和讨论。这些基于表征参量提取方法所得到的结论可为从事该领域学习和研究人员提供有益的参考和借鉴。关键字：散粒噪声分析方法软件研究AbstractShotN

3、oiseiscurrentfluctuationinducedbycarrierdiscreteness．ManyinformationabouttheelectrontransportationCallbeextractedfromthetimeseriesofshotnoise．Inrecentyears，thedevelopmentofnanoscopictechnologyandmesoscopicphysicsmakestheshotnoisemeasurementpossible．Themeas

4、urementandanalysisofshotnoiseisregardedasalleffectivemethodtoinvestigatethenano-structureInexperimentalandtheoretical，andnoisedetectionmethodWasarousesdattentionduetoltsnon．destructionandhighsensitivity,TheoreticalstudiesshowedthattheFanofactor,higher-orde

5、rcumulantsaswellasinstantaneousfrequencyaresensitivecharacterizationparametersofshotnoise．Inordertoextractthesecharacterizationparametersfromshotnoise，atestingprogramwhichCanbeusedtomeasurememthetimeseriesofshotnoiseWasproposed，aftertheanalysisofthelimitsi

6、ntheentirehardwaretestingprogramavmlable．Aapplicationso胁arewhichCanbeusedtoextractcharacterizationparametersofshotnoisewasprogrammedandverifiedwithMatlab6．5platform．ThisprogramCanbeusedtotheanalysisofshotnoise，suchastheestimationofFanofactor,thecalculation

7、ofhigher-ordercumulantsandtheextractionofinstantaneousfrequency．Byusingtheseextractedcharacterizationparameters，thetimeseriesofsimulationshotnoisewithdifferentcharacterizationparameterswascomparedandanalyzed，includingshotnoisewithPoissondistribution，shotno

8、isewithbimodaldistributionandshotnoisewithnon-stationary．Theresultswereanalyzedanddiscussed．Theconclusionsareusefultoresearchersinthisfield．Keyword：shotnoiseanalysismethodsoftwareresearch学位论文创新性声明秉承学校严谨的学风和优良